8.4.Общие сведения о цветной фотографии. Цветные фотографические материалы. Их строение. Получение изображения на цветных фотоматериалах

Рассмотрим процесс цветовоспроизведения на примере цветной фотографии.

В цветной фотографии широко используются негативные и позитивные процессы для получения изображений на прозрачной и непрозрачной основе.

В основе современной цветной фотографии лежат способы получения изображения на многослойных материалах (эти способы известны в различных вариантах. В данном разделе будут рассмотрены процессы в их основном, классическом варианте).

Большинство цветных фотографических материалов имеет сложное строение и представляет собой многослойную структуру, состоящую из нескольких светочувствительных слоев. В состав этих слоев вводят специальные органические соединения-цветные компоненты, которые в процессе химико-фотографической обработки превращаются в соответствующие красители.

В простейшем варианте цветной фотоматериал состоит из трех слоев, чувствительных к различным зонам спектра. На каждом из этих слоев регистрируется количество излучения одной из трех зон спектра: синей, зеленой, красной. Однако краситель, образующийся в этих слоях, имеет цвет, дополнительный к воспринимаемому слоем излучению. Количество образовавшегося в слое красителя зависит от экспозиции. Чем сильнее засвечены те или иные участки слоя, тем больше в нем будет образовываться соответствующего красителя.

На рис. 7.7 представлена упрощенная схема строения цветного фотоматериала. Эта схема является общей как для цветных негативных фотоматериалов, так и цветных фотоматериалов с обращением. Верхний слой 1 является несенсибилизированным. Поэтому он чувствителен только к лучам синей зоны спектра. В этом слое образуется желтый краситель. Между синечувствительным 1 и зеленочувствительным 3 слоями находится желтый фильтровый слой 2. Этот слой поглощает проходящие синие лучи и не пропускает их к расположенным ниже зелено- и красночувствительным слоям. В эмульсионном слое 3, который чувствителен к зеленым излучениям, образуется пурпурный краситель. И наконец, слой 4, чувствительный к красному излучению, расположен ближе к подложке. В нем образуется голубой краситель. Все цветные фотоматериалы на пленочной основе имеют противоореольный слой.

Рассмотрим схему получения изображения на цветном негативном материале (рис. 7.8 ). С оригинала, выполненного в виде полей желтого, пурпурного, голубого и черного цветов, экспонируется цветная негативная фотопленка. Желтое излучение, состоящее из зеленых и красных лучей, падая на светочувствительные слои цветной фотопленки, не оказывает никакого воздействия на верхний слой. Этот слой чувствителен к синим лучам, а их поглотила желтая окраска оригинала. В слоях, чувствительных к зеленым и красным лучам, будут образовываться (после соответствующей обработки) соответственно пурпурный и голубой красители. Поэтому на негативе это поле будет иметь синий цвет.

Лучи от пурпурного поля оригинала действуют на синечувствительный слой с образованием в нем желтого красителя, на красночувствительный слой - с образованием в нем голубого красителя. В зеленочувствительном слое пурпурный краситель не образуется, так как зеленые лучи поглотились пурпурным полем оригинала. На негативе в этом случае получается поле зеленого цвета, образованное желтым и голубым красителями. При действии голубого излучения от соответствующего поля оригинала красители будут образовываться только в первых двух слоях (это желтый и пурпурный). На негативе это поле будет красного цвета. Черное поле оригинала поглощает все видимое излучение и поэтому красители не будут образовываться ни в каких слоях. В результате на негативе поле будет прозрачным.

Химико-фотографическая обработка негативных цветных фотоматериалов состоит из следующих этапов.

1. Цветное проявление - приводит к образованию в каждом слое черно-белого изображения из восстановленного серебра и соответствующего цветного изображения из красителя.

2. Отбеливание - перевод образовавшегося металлического серебра в комплексную соль.

3. Фиксирование - удаление из слоев непрореагировавшего серебра и комплексных солей, образовавшихся при отбеливании.

Практические аспекты применения цвета

Между всеми операциями и в заключение проводится промывка.

В результате на негативе будут получены поля, имеющие цвет, дополнительный к соответствующему цвету поля оригинала (см. рис. 7.8): желтому - синий, пурпурному - зеленый, голубому - красный. С полученного таким образом цветного негатива на фотобумаге получают позитивное изображение оригинала. Цвета на позитивном изображении будут дополнительными по отношению к цветам негатива. Такой процесс называется негативно-позитивным.

Обращаемая цветная фотопленка облегчает изготовление позитивного изображения. Структура этой цветной фотопленки в принципе такая же, что и для цветного негативного фотоматериала, но процесс химико-фотографической обработки здесь сложнее. На рис. 7.8 показан постадийный процесс получения позитивного изображения на цветном фотографическом материале с обращением.

В результате фотографической съемки в слоях, чувствительных к различным излучениям, образуется скрытое изображение. В процессе черно-белого проявления оно превращается в черно-белое негативное изображение, состоящее из атомарного серебра без красителей. После проведения сплошной засветки проявленной фотопленки оставшийся в светочувствительных слоях непроявленный галогенид серебра становится способным к проявлению. В процессе цветного проявления в местах, подвергшихся сплошной засветке, галогенид серебра восстанавливается до атомарного с образованием в разных слоях соответствующих красителей. После отбеливания и фиксирования серебро, находившееся в фотоматериале, растворяется и удаляется при промывании. Оставшийся краситель образует цветное позитивное изображение оригинала (см. рис. 7.8).

Контроль качества воспроизведения цвета в цветной фотографии

Качество (точность) цветопередачи при воспроизведении цветных оригиналов является одной из основных характеристик в цветной фотографии. Однако точного воспроизведения на фотографии цветов объекта добиться практически невозможно из-за возникающих искажений на всех стадиях цветофотогра-фического процесса.

Одними из основных являются цветоделительные искажения. Они возникают из-за невозможности создания цветного фотоматериала с идеальным распределением спектральной чувствительности отдельных слоев, а также отсутствия идеальных красителей.

Каждый из красителей, формирующих цветное изображение, должен в идеальном случае поглощать строго в одной зоне спектра. Однако используемые в цветной фотографии красители имеют поглощение не только в зонах управления, но и в соседних зонах (рис. 7.9 ). Это приводит к потере насыщенности и светлоты воспроизводимых цветов. Следствием этого является уменьшение цветового охвата фотоматериалов. Поэтому многие цвета оригинала не могут быть точно воспроизведены цветными фотоматериалами.

Для определения степени искажения проводят цветоделительные испытания. Оценку полученных результатов осуществляют методом удельных эффективных плотностей или методом соотношения вредных и полезных плотностей.

Определение удельных эффективных плотностей основано на съемке специальных тест-объектов, представляющих собой три таблицы цветового охвата. Каждая из таблиц имеет переменное значение для одного красителя и постоянное - для двух других.

После съемки и химико-фотографической обработки измеряют оптические плотности фотографического изображения тест-объекта и расчетным способом находят цветоделительные характеристики фотоматериала. Хотя этот метод и позволяет достаточно точно определить искажения цветопередачи, но он сложный и трудоемкий.

Метод соотношения вредных и полезных плотностей нашел большее применение на практике. Сущность этого метода состоит в определении отношений приращений эффективных плотностей в зонах с полезным поглощением красителя к соответствующим приращениям эффективных плотностей в зонах вредных поглощений.

Практически это выглядит следующим образом. На цветной фотоматериал через зональные светофильтры (синий, зеленый, красный) экспонируется сенситометрический клин. После химико-фотографической обработки получают три сенситограммы из желтого, пурпурного и голубого красителя. Для каждого поля измеряют оптические плотности за синим, зеленым и красным светофильтрами и строят графики зависимости плотностей вредных поглощений от плотности полезных поглощений (рис. 7.10 ). Для желтого красителя полезное поглощение - в синей зоне, а вредные - в зеленой и красной, для пурпурного - полезное в зеленой, а вредное - в синей и красной, для голубого - полезное в красной, а вредное - в синей и зеленой.

В идеальном случае (для идеальных красителей) график - прямая линия, совпадающая с осью абсцисс. У реальных красителей прямая идет под углом к оси . Чем больше угол, тем больше плотность вредного поглощения в данной зоне.

Цветоделительные характеристики выражают через тангенс угла наклона прямой на графике (см. рис. 7.10) и обозначают коэффициентами где верхний индекс (ж, п, г) - цвет сенситограммы, а нижний (к, з, с) - зона вредного поглощения.

Результаты испытаний представляют в виде матрицы. По диагонали расположе